KR100255443B1 - 디에닐 부위를 갖는 액정성 화합물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 측쇄에 공액화되지 않은 알카디에닐 그룹을 갖는, 탄성 상수가 크고 점도가 낮은 화학식 1의 신규한 액정성 화합물 및 당해 화합물을 포함하고 경사 한계값 특성 및 고응답 속도와 같은 우수한 특성을 갖는 액정 조성물을 제공하는 것이다.
Figure kpo00067
상기 화학식 1에서, R1은 시아노, 할로겐, C1-C20알킬 등이고, 단 알킬 그룹의 1개 또는 인접하지 않는 2개의 CH2그룹은 산소 또는 -CH=CH-에 의해 치환될 수 있으며, R1및 R1′은 각각 수소 등이고, X1, X2및 X3은 각각 독립적으로 -CH2CH2-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CH-, -C≡C-, -(CH2)4-, -CF2O-, OCF2- -CH2O-, -OCH2-, 또는 공유결합이며, 환 A, B, C 및 D는 각각 독립적으로 1,4-페닐렌 환이고, ℓ, m 및 o는 각각 독립적으로 0 또는 1이고, n은 0 내지 3의 정수이며, p는 1 내지 5의 정수이다.

Description

디에닐 부위를 갖는 액정성 화합물
액정 표시 장치는 액정 화합물의 광학 이방성 및 유전 이방성을 사용한다. 이들의 표시 방법에 따라, 트위스트 네마틱 모드(twisted nematic mode, TN mode), 수퍼 트위스트 네마틱 모드(super twisted nematic mode, STN mode), 동적 산란 모드(dynamic scattering mode, DS mode), 게스트-호스트 모드(guest-host mode, GH mode) 및 DAP 모두가 공지되어 있다. 구동 모드에 따라, 정지 구동 모드(static driving mode), 시간 공유 어드레싱 모드(time sharing addressing mode), 활성 매트릭스 구동 모드(active matrix driving mode) 및 이중 주파수 구동 모드(dual frequency driving mode)가 공지되어 있다.
이들 액정 표시 장치에 사용된 액정성 화합물의 특성은 이들의 용도에 따라 상이하지만, 어느 결정성 화합물에도 습기, 공기, 열 및 빛과 같은 외부적 환경 요인에 대해 안정하고, 실온에서 가능한한 넓은 온도 범위, 바람직하게는 온도 범위의 중앙에서 액정상을 나타내는 것이 필요하다.
액정 조성물은 특정 표시 장치에 필요한 가장 적합한 특성을 발생시키는 수개 또는 20개 남짓의 액정성 화합물로 구성되어 있다. 그러므로, 액정성 화합물은 특히 다양한 환경에서 이들의 용도에 대한 최근의 요구로부터 다른 액정성 화합물과의 혼화성에 있어서, 심지어 저온에서의 혼화성에 있어서도 탁월할 필요가 있다.
특히, 경사직 한계 특성(steep threshold characteristics)이 고화질을 실현시키는 STN 구동에 사용되는 액정 조성물에 요구된다. 경사도(steepness)는 탄성 상수 K33/K11의 비의 함수이며, 더 큰 액정성 화합물의 탄성 상수의 비가 액정 조성물에 사용될수록, 조성물은 더욱 경사진 한계 특성을 나타낸다[참조 : F. Leenhouts et al., Proceedings of the Japan Display, 388(1986)].
또한, 표시 장치의 넓은 스크린을 실현시키는 높은 응답 속도를 갖는 액정 조성물을 사용하는 것이 필요하다. 응답 속도가 점도의 함수라는 것은 공지되어 있다[참조 : E. Jakeman et al., Phys. Lett., 39A, 69(1972)]. 즉, 점도가 낮은 조성물을 실현하는데 필요한, 점도가 낮은 액정성 화합물을 사용하는 것이 중요하다.
탄성 상수 비 K33/K11이 큰 화합물로서, 알케닐 부위를 갖는 화합물이 공지되어 있다. 즉, 이들은 문헌[참조 : M. Schadt et al., Mol. Cryst. Liq. Cryst., 122(1985)] 및 일본 특허 공보 제(헤이)61-83136호에 기재되어 있는 화합물, 및 불소원자를 도입하고 일본 특허원 제(헤이)6-92740호에 기재되어 있으며, 각각 하기에 나타낸 화합물이다.
Figure kpo00001
이들 알케닐 화합물중 어느것이라도 탄성 상수 K33/K11비가 크며(약 1.78 내지 2.28). 이들 화합물을 포함하는 액정 조성물은 바람직한 경사도를 나타낸다[위에서 상술한 4개의 화합물의 탄성 상수 비 K33/K11은 실시예 7(용도 실시예1)에서와 동일한 조건하에서 측정한 값이다]. 그런, 액정 표시 장치의 표시 능력에 대한 요구가 증가함에 따라, 더 높은 응답 속도를 갖는 액정 조성물 즉, 더 낮은 점도를 갖는 액정 조성물이 요구된다.
탄성 상수 비 K33/K11이 더 큰 조성물로서, 1,3-부타디에닐 그룹을 갖는 화합물이 일본 특허원 제(헤이)6-151445호에 기재되어 있다.
Figure kpo00002
그러나, 치환기 1,3-부타디에닐 그룹은 공액 디엔 부위를 가지므로, 화합물은 화학적으로 매우 불안정하고, 따라서, 실질적으로 사용되는 액정 조성물 중에 이러한 화합물을 사용하는 것이 불가능하다.
간단히 말해서, 액정성 화합물은 탄성 상수 비 K33/K11이 크고, 공지된 액정성 화합물의 점도와 비교하여 점도가 매우 낮으며 화학적 안정성이 높고 다른 액정성 화합물과의 혼화성이 탁월한 오랫 동안 기다려온 화합물이다.
본 발명은 바람직한 물리적 특성을 나타내는 신규한 액정성 화합물 및 당해 신규한 액정성 화합물을 포함하고 바람직한 물리적 특성을 갖는 액정 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 탄성 상수 비가 크고, 공지된 액정성 화합물의 점도와 비교하여 점도가 낮으며, 다른 액정성 화합물과의 혼화성, 특히 저온에서의 혼화성이 탁월하고, 화학적으로 안정한 신규한 액정성 화합물, 및 이 화합물을 함유하는 액정 조성물을 제공하는 것이다. 위에서 언급한 문제점들을 해결하려고 본 발명자들의 꾸준한 연구의 결과, 신규한 구조를 갖고 공지된 액정성 화합물의 특성과 비교하여 개선된 특성을 갖는 화합물을 발견하여 본 발명에 성취하였다.
본 발명의 제1 양태는 측쇄에 공액화되지 않은 알카디에닐 그룹을 갖는 액정성 화합물에 관한 것이다.
본 발명의 제1 양태는 화학식 1의 액정성 화합물에 관한 것이다.
Figure kpo00003
상기 화학식 1에서, R1은 시아노 그룹, 할로겐 원자, 또는 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 측쇄 알킬 그룹 또는 할로겐화 알킬 그룹이고, 알킬 그룹 또는 할로겐화 알킬 그룹에서 1개 또는 인접하지 않는 2개의 CH2그룹은 산소원자 또는 -CH=CH- 그룹에 의해 치환될 수 있으며, R2및 R2′은 수소원자, 할로겐 원자, 또는 탄소수 1 내지 9의 알킬 그룹을 나타내고, X1, X2및 X3은 독립적으로 -CH2CH2-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CH-, -C≡C-, -(CH2)4-, -CF2O-, OCF2- -CH2O-, -OCH2-, 또는 공유결합을 나타내며, 환 A, B, C 및 D는 각각 독립적으로 1,4-페닐렌 환, 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 환, 비사이클로[1,1,0]부탄 환, 비사이클로[1,1,1]펜탄 환, 비사이클로[3,2,2]옥탄 환, 사이클로부탄 환 또는 스피로[3,3]헵탄 환을 나타내고, 이들 환에서의 탄소원자는 할로겐 원자에 의해 치환될 수 있고, 이들 환에서의 탄소원자는 질소원자 또는 산소원자에 의해 치환될 수 있으며, ℓ, m 및 o는 독립적으로 0 또는 1이고, n은 0 내지 3의 정수이며, p는 1 내지 5의 정수이다.
본 발명의 제2 양태는 화학식 1로 나타내어지는 본 발명의 제1 화합물에 관한 것이다(화학식 1에서, n이 0이고, o가 1이고, p가 2이며, R2및 R2′이 각각 수소원자이다).
본 발명의 제3 양태는 화학식 1로 나타내는 본 발명의 제2 화합물에 관한 것이다(화학식 1에서, X1, X2및 X3중의 하나 이상이 공유결합이다).
본 발명의 제4 양태는 화학식 1로 나타내는 본 발명의 제3 화합물에 관한 것이다(화학식 1에서, X1, X2및 X3이 -CH2CH2-, -CH=CH-, -(CH2)4-, 공유결합이다).
본 발명의 제5 양태는 성분 2개 이상을 포함하고 이러한 성분들 중의 1개 이상에서 제1 양태 내지 제4 양태중의 어느 하나의 양태에서 기술한 화합물을 포함하는 액정 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 제6 양태는 제1 성분으로서, 제1 양태 내지 제4 양태 중의 어느 하나의 양태에 기술된 화합물 하나 이상을 포함하고, 제2 성분으로서, 화학식 2, 3 또는 4의 화합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 화합물 하나 이상을 포함하는 액정 조성물에 관한 것이다.
Figure kpo00004
Figure kpo00005
Figure kpo00006
상기 화학식 2, 3 및 4에서, R3은 탄소수 1 내지 10의 알킬 그룹을 나타내고, Y는 F 또는 Cl을 나타내며, Q1및 Q2는 독립적으로 H 또는 F를 나타내고, r은 1 또는 2이며, Z1및 Z2는 독립적으로 -CH2CH2- 또는 공유결합을 나타낸다.
본 발명의 제7 양태는 제1 성분으로서, 제1 양태 내지 제4 양태들 중의 어느 하나의 양태에서 기술된 화합물 하나 이상을 함유하고, 제2 성분으로서, 화학식 5, 6, 7, 8 또는 9의 화합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 화합물 하나 이상을 함유하는 액정 조성물에 관한 것이다.
Figure kpo00007
Figure kpo00008
Figure kpo00009
Figure kpo00010
Figure kpo00011
상기 화학식 5, 6, 7, 8 및 9에서, R4는 탄소수 1 내지 10의 알킬 그룹 또는 탄소수 2 내지 10의 알케닐 그룹을 나타내고, 알킬 또는 알케닐 그룹에서 어떠한 메틸렌 그룹(-CH2-)도 산소원자(-O-)에 의해 치환될 수 있으며, 단 어떠한 경우에도 메틸렌 그룹 2개 이상이 계속해서 산소원자에 의해 치환될 수는 없으며, R5및 R6은 탄소수 1 내지 10의 알킬 그룹을 나타내고, R7및 R8은 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬 그룹, 알킬옥실 그룹 또는 알킬옥시메틸 그룹을 나타내며, R9는 탄소수 1 내지 10의 알킬 그룹 또는 알콕시 그룹을 나타내고, R10은 탄소수 1 내지 10의 알킬 그룹, 알킬옥실 그룹 또는 알콕시메틸 그룹을 나타내며, Z3은 -CH2CH2-, -COO- 또는 공유결합을 나타내고, Z4는 -COO- 또는 공유결합을 나타내고, Z5는 -C≡C-, -COO-, -CH2CH2- 또는 공유결합을 나타내고, Z6은 -COO-, -CH2CH2- 또는 공유결합을 나타내며, Z7은 -C≡C-, -COO- 또는 공유결합을 나타내고, G는 사이클로헥산 환 또는 벤젠 환이며, Q3, Q4, Q5, Q6, Q7및 Q8은 독립적으로 H 또는 F를 나타내고 E는 사이클로헥산 환, 벤젠 환 또는 1,3-디옥산 환을 나타내며, H는 사이클로헥산 환, 피리미딘 환 또는 벤젠 환을 나타내고, J는 사이클로헥산 환 또는 벤젠 환을 나타내며, K는 사이클로헥산 환 또는 피리미딘 환을 나타내고, L 및 M은 각각 사이클로헥산 환 또는 벤젠 환을 나타내며, s는 0 또는 1의 정수이고, k는 0 또는 1의 정수이며, h는 0 또는 1의 정수이다.
본 발명의 제8 양태는 제5 양태 내지 제7 양태 중의 어느 하나의 양태에서 기술된 액정 조성물을 포함하는 액정 장치에 관한 것이다.
제1 양태 내지 제5 양태에서 열거된 본 발명의 바람작한 화합물은 다음 화학식 1a 내지 1c의 그룹으로 나타낸다. 그리고, 다음 화학식에서의 W는, 화학식 1에서, -(CH2)n-(CH)O=CH-(CH2)P-CH=CH-R2R2′으로 나타낸다(여기서, R1, R2, R2′, X1, X2, X3, 환 A, B, C 및 D 및 ℓ, m, n, o 및 p는 위에서 정의한 바와 같다).
Figure kpo00012
Figure kpo00013
Figure kpo00014
추가로, 화학식 1a 내지 1c의 그룹으로 나타내는 화합물 중에서 특히 바람직한 화합물을 하기에 나타낸다.
Figure kpo00015
Figure kpo00016
Figure kpo00017
Figure kpo00018
Figure kpo00019
Figure kpo00020
Figure kpo00021
Figure kpo00022
Figure kpo00023
위에서 나타낸 화학식에서, R1및 W는 위에서 정의한 바와 같지만, 1,4-페닐렌 환, 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 환, 비사이클로[1,1,0]부탄 환, 비사이클로[1,1,1]펜탄 환, 비사이클로[3,2,2]옥탄 환, 사이클로부탄 환 및 스피로[3,3]헵탄 환은 할로겐 원자에 의해 치환될 수 있고, 환에서의 탄소원자는 질소원자 또는 산소원자에 의해 치환될 수 있다.
디에닐 그룹 W의 어느것이라도 화학식 1로 나타내는 조건을 만족시키는 경우 바람직한 특성을 나타내지만, 특히 바람직한 것은, W1내지 W15, W17, 및 W19이고, 더욱 바람직한 것은 다음에 나타내는 W1내지 W8, 및 W17이다.
Figure kpo00024
위에서 나타낸 화학식에서 R1은 시아노 그룹, 할로겐 원자 또는 탄소수가 1 내지 20인 선형 또는 분지된 알킬 그룹 또는 할로겐화 알킬 그룹이지만, 메틸렌 그룹은 산소원자 또는 -CH=CH-로 대체될 수 있다. 할로겐 원자로서 불소원자 및 염소원자, 및 알킬 그룹으로서 탄소수가 1 내지 10인 것, 특히 1 내지 6인 것이 바람직하다. 또한, 할로겐화 알킬 그룹으로서, 트리플루오로메틸, 트리플루오로메톡실, 디플루오로메톡실, 2-플루오로에틸, 2,2-디플루오로에틸, 2,2,2-트리플루오로에틸, 3-플루오로프로필, 2-플루오로프로필, 2,2-디플루오로프로필, 4-플루오로부틸, 3-플루오로부틸, 2-플루오로부틸, 3,3-디플루오로부틸, 2,2-디플루오로부틸, 5-플루오로펜틸, 4-플루오로펜틸, 3-플루오로펜틸, 3,3-디플루오로펜틸 및 10-플루오로데실이 바람직하다. 메틸렌 그룹이 산소 원자에 의해 치환되는 것으로서, 메톡시메틸, 에톡시메틸, 프로폭시메틸, 부톡시메틸, 펜톡시메틸, 메톡시에톡시, 메톡시프로필, 에톡시에톡시 및 에톡시프로폭실 그룹이 바람직하다. 메틸렌 그룹이 -CH=CH-에 의해 치환되는 것으로서, 비닐, 1-프로페닐, 2-프로페닐 , 1-부테닐, 3-부테닐, 1-펜테닐, 2-펜테닐 및 3-펜테닐 그룹이 바람직하다.
화학식 1로 나타내는 본 발명의 어떠한 화합물도 탄성 상수 비 K33/K11이 크고 점도가 낮다. 또한, 이들중 어느것도 공액화되지 않은 디엔이고 화학적으로 매우 안정하다.
본 발명의 어떠한 화합물도 바람직한 물리적 특성을 나타내고, 목적을 만족시키는 특성을 갖는 액정 조성물은 화학식 1로 나타내는 화합물을 사용하여 제조할 수 있다(화학식 1에서, R1, R2, R2′, X1, X2, X3, A, B, C, D, ℓ, m, n, o 및 p가 적합하게 선택된다). 예를 들면, 화합물이 특히 높은 온도쪽에 있어야 하는 액정 조성물 중간상 범위로 사용되는 경우, 3환식 또는 4환식 화합물이 사용될 수 있고, 다른 경우에는, 2환식 또는 3환식 화합물이 사용될 수 있다.
특히 큰 유전 이방성이 필요한 경우, 포지티브 유전 이방성을 갖는 화합물(P형 화합물)은 공통적으로 사용되는 조성물의 경우에 사용되고 P형 화합물은 화학식 1에서의 R1로서 할로겐 원자 또는 시아노 그룹을 선택함으로써 제공될 수 있다. 게다가, 매우 큰 유전 이방성이 필요한 경우, R1이 결합된 환에 할로겐 원자를 도입함으로써 목적이 달성된다. 네가티브 유전 이방성을 갖는 화합물(N형 화합물)을 수득하기 위하여, R1으로서 크지 않은 쌍극자 모멘트를 갖는 치환기, 예를 들면, 알킬 그룹을 도입하는 것이 충분하다.
광학 이방성은 또한 화학식 1에서 R1, R2, R2′, X1, X2, X3, A, B, C, D, ℓ, m, n, o 및 p를 임의로 선택함으로써 조절할 수 있다. 즉 큰 광학 이방성이 필요한 경우, 더 많은 1,4-사이클로헥실렌 환을 갖는 화합물을 사용하는 것이 충분하고, 작은 광학 이방성이 필요한 경우, 더 많은 트랜스-1,4-시이클로헥실렌 환을 사용하는 것이 충분하다.
화학식 1로 나타내는 본 발명의 화합물은 반응식 1로 나타낸 바와 같이 유기 합성 화학에서 통상적인 기술을 자유롭게 사용하여 용이하게 제조할 수 있다:
Figure kpo00025
상기 반응식 1에서, 환 D는 치환되거나 치환되지 않은 1,4-페닐렌 환 또는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 환을 나타내고, 할로겐 원자에 의해 치환될 수 있으며, 환에서의 탄소원자는 질소원자 또는 산소원자에 의해 치환될 수 있고, X는 할로겐 원자를 나타낸다.
즉, o 및 n이 0인 경우, 화합물은 염기의 존재하에서 (11)과 같은 포스포늄염을 사이클로헥사논(10)과 반응시켜 제조할 수 있다. 포스포늄 염은 문헌[참조 : Org. Synth. Col. V. 751(1973)]에 기재된 지. 비티그(G. Wittig) 등의 방법에 따라 상응하는 할로겐화물 및 트리페닐포스핀으로부터 쉽게 생성될 수 있다. 염기로서, 예를 들면, 알킬 리튬, 수소화나트륨 및 칼륨-3급-부톡사이드가 바람직하게 사용될 수 있다.
o가 1인 경우, (1)은 문헌[참조 : Org. Synth. Col. V. 751(1973)]에 기재된 지. 비티그 등의 방법에 따라, (11)을 (12)로 나타내는 알데히드와 반응시켜 수득할 수 있다. (11)과 (12)의 반응이 통상 주생성물로서 시스 형태의 올레핀을 제공하지만, 이는 브롬화물(13)로 전환시키고, 재결정함으로써 불필요한 이성질체를 제거한 다음, 문헌[참조 : Org. Synth. Col. V. 249 (1973)]에 기재된 제이. 쉐퍼(J. Schaeffer) 등의 방법에 따라 브롬화물을 환원시켜서 트랜스 형태인 (1)로 유도될 수 있다. 일단 산화되어 에폭사이드를 형성한 후 트리페닐포스핀 디브로마이드와 반응하는 방법이 브롬화에는 바람직하지만, 간단한 물질인 브롬을 올레핀과 직접 반응시키는 것에는 문제가 없다. (13)의 환원이 어느 방법으로 쉽게 수행될 수 있지만, 문헌[참조 : J. Am. Chem. Soc., 89, 410 (1967)]에 기재된 에스. 제이. 크리스톨(S. J. Cristol) 등의 방법에 따라 금속 아연을 사용하는 것이 바람직하다.
사이클로헥사논(10)은, 예를 들면, 할로겐화물(14)로부터 쉽게 제조할 수 있다. 즉, (10)은 바람직하게는 (14)를 그리나드 시약(Grignard reagent) 또는 리튬 시약으로 전환시켜, 이를 사용 가능한 사이클로헥사논 유도체(15)와 반응시킨 다음, 탈수, 환원 및 탈보호시켜 바람직하게 제조할 수 있다.
또한, 알데히드(12)는 카복실산(16)으로부터 제조할 수 있으며, 이는 문헌에 기재된 방법, 예를 들면, 문헌[참조 : Mol. Cryst. Liq. Cryst., 76, 48 (1981)]에 기재된 엠. 이. 뉴버트(M. E. Neubert) 등의 방법으로 통상적으로 사용되는 2탄소 동족체화 반응을 사용하여 수득할 수 있다.
화학식 1에서 X1, X2및 X3이 -CH2CH2-인 경우, 주쇄는 공개된 일본 특허 공보제(헤이)5-140015호의 방법에 따라 제조될 수 있고, 이들이 -(CH2)4-인 경우, 공개된 일본 특허 공보 제(헤이)5-310605호의 방법으로 제조될 수 있다. 이들이 -CH=CH- 또는 -C≡C-인 경우, 공개된 일본 특허 공보 제(헤이)6-92924호 및 문헌[참조 : Org. Chem., 28, 2163, 3313(1963)]에 기재된 씨. 이. 카스트로(C. E. Castro) 등의 방법으로 제조될 수 있다. 이들이 -CF2O- 또는 -OCF2-인 경우, 공개된 일본 특허 공보 제(헤이)5-112778호의 방법에 따라 제조될 수 있고, 이들이 -CH2O- 또는 -OCH2-인 경우, 일본 특허 공보 제(헤이)2-6743호의 방법에 따라 제조될 수 있다. 또한, 이들이 -COO- 또는 -OCO-인 경우, 비. 케이. 사다시바의 방법[참조 : B. K. Sadashiba, Mol. Cryst. Liq. Cryst., 55, 135(1979)]에 따라 바람직하게 제조될 수 있다.
본 발명의 액정 조성물은 바람직하게는 화학식 1의 화합물 하나 이상을 0.1 내지 99중량%의 비율로 함유하여 탁월한 특성을 나타낸다.
구체적으로, 본 발명의 액정 조성물은 목적에 따라, 화학식 1로 나타내는 화합물 하나 이상을 함유하는 제1 성분에 화학식 2 내지 9 중의 어느것으로도 나타내어지는 화합물의 그룹으로부터 목적에 따라, 임의로 선택된 화합물을 블렌딩(blending)함으로써 제조할 수 있다.
본 발명의 액정 조성물에 사용되고 화학식 2 내지 4중의 어느것으로 나타내어지는 화합물로서, 다음 화합물이 바람직하게 기술될 수 있다(다음 화학식에서, Ra는 알킬 그룹 또는 알콕시 그룹을 나타낸다).
Figure kpo00026
Figure kpo00027
Figure kpo00028
Figure kpo00029
Figure kpo00030
Figure kpo00031
Figure kpo00032
Figure kpo00033
화학식 2 내지 4중의 어느 것으로도 나타내어지는 화합물은 포지티브 유전이방성을 갖는 화합물이고, 내열성 및 내약품성이 현저하게 탁월하며, 예를 들면, 높은 전압 유지율 및 큰 비저항에 의해서 설명되는 TFT 고신뢰성이 필요한 TFT(AM-LCD)에 대한 액정 조성물이 제조되는 경우, 필요 불가결한 화합물이다.
화학식 2 내지 4중의 어느것으로도 나타내어지는 화합물은 TFT에 대한 액정 조성물이 제조되는 경우, 액정 조성물의 총량을 기준으로 하여 1 내지 99중량%의 범위에서 임의로 사용될 수 있는데, 10 내지 97중량%의 양으로 사용하는 것이 바람직하며, 40 내지 95중량%는 더욱 바람직하다. 이때, 화학식 5 내지 9 중의 어느것으로 나타내어지는 화합물은 조성물의 일부로서 포함될 수 있다. STN 표시 모드에 대한 액정 조성물 또는 통상적인 TN 표시 모드가 제조되는 경우, 화학식 2 내지 4중의 어느것으로 나타내어지는 화합물이 사용될 수 있다.
화학식 5 내지 7 중의 어느것으로 나타내어지는 화합물로서, 다음 화합물이 바람직하게 언급될 수 있다(다음 화합물에서, Rb, Rc 및 Rd는 알킬 그룹 또는 알케닐 그룹을 나타내고, R′은 알킬렌을 나타낸다).
Figure kpo00035
Figure kpo00036
(R′은 알킬렌을 나타낸다)
Figure kpo00037
Figure kpo00038
화학식 5 내지 7중의 어느 것으로 나타내어지는 화합물은 특히 포지티브 유전 이방성이 크고 한계 전압을 낮추는 목적으로 사용된다. 이들은 또한 점도 및 광학 이방성을 조절하고, 예를 들면, 투명점을 높여서 네마틱 범위를 확장시키는 목적으로 사용된다. 또한, 이들은 경사도를 개선시키는 목적으로 사용된다.
화학식 8 또는 9로 나타내는 본 발명의 화합물로서, 다음 화합물을 바람직하게 기술할 수 있다(다음 화합물에서, Re, Rf, Rg 및 Rh는 알킬 그룹 또는 알케닐 그룹을 나타낸다).
Figure kpo00039
Figure kpo00040
Figure kpo00041
화학식 8 또는 9로 나타내는 화합물은 네가티브 또는 작은 포지티브 유전 이방성을 갖는 화합물이다. 화학식 8로 나타내는 화합물은 주로 점도를 감소시키고/감소시키거나 광학 이방성을 조절하는 목적으로 사용된다. 화학식 9로 나타내는 화합물은 예를 들면, 투명점을 높이고/높이거나 광학 이방성을 조절함으로써 네마틱 범위를 확장하려는 목적으로 사용된다.
화학식 5 내지 9중의 어느 하나로 나타내는 화합물은 특히 STN 표시 모드 또는 통상적인 TN 표시 모드에 대한 액정 조성물이 생성되는 경우 필수불가결하다.
화학식 5 내지 9의 화합물은 임의로 1 내지 99중량%의 범위에서 사용되지만, 통상적인 TN 표시 모드 또는 STN 표시 모드에 대한 액정 조성물이 생성되는 경우, 10 내지 97중량%의 양으로 사용하는 것이 바람직하고, 40 내지 95중량%가 더욱 바람직하다. 또한 이러한 경우, 화학식 2 내지 4중의 어느 하나로 나타내는 화합물은 조성물의 일부로 사용될 수도 있다.
TFT 액정 표시 장치에 대한 본 발명의 액정 조성물을 사용함으로써 경사도 및 가시 각(viewing angle)이 개선될 수 있다. 또한, 화학식 1로 나타내는 화합물은 점도가 낮으므로, 화합물을 포함하는 액정 표시 장치의 응답 속도가 개선될 수 있다.
본 발명에 따라 사용된 액정 조성물은 당해 기술 분야에서 통상적인 방법으로 제조할 수 있다. 일반적으로, 다양한 성분들이 고온에서 서로 용해되는 방법을 적용한다. 또한, 본 발명의 액정 물질은 의도하는 용도에 따라, 최적화하는 적합한 첨가제를 사용함으로써 개선된다. 이러한 첨가제는 당해 기술 분야에 널리 공지되어 있고 문헌에 상세히 기재되어 있다. 통상, 키랄 도판트(chiral dopant) 등을 가하여 액정의 나선형 구조를 유발시킴으로써 필요한 트위스팅 각(twisting angle)을 조정하고 역트위스트(reverse-twist)를 피한다.
또한, 본 발명의 액정 조성물은 메로시아닌형, 스티릴형, 아조형, 아조메틴형, 아족시형, 퀴노프탈론형, 안트라퀴논형 및 테트라진형 염료와 같은 이색성 염료(dichronic dye)를 첨가함으로써 게스트-호스트(GH) 모드에 대한 액정 조성물로서 사용될 수 있다. 또 다른 방법으로, 이들은 또한 네마틱 액정을 마이크로캡슐로 성형하여 제조되는 NCAP를 특징으로 하거나, 액정에서 3차원적 네트워크 구조의 중합체를 성형하여 제조되는 중합체 네트워크 액정 표시 장치(PNLCD)를 특징으로 하는 중합체 분산형 액정 표시 장치(PDLCD)에 대한 액정 조성물로서 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 액정 조성물은 전기적으로 조절되는 복굴절(ECB) 모드 또는 동적 분산(DS) 모드에 대한 것으로 사용될 수 있다.
본 발명의 화합물을 함유하고 위에서 기술한 방법으로 제조되는 네마틱 액정 조성물로서, 조성물 실시예를 다음과 같이 나타낼 수 있다.
[조성물 실시예 1]
4-(1,5-헥사디에닐)-4′-펜틸비사이클로헥산 17%
3,5-디플루오로-4-시아노페닐-4-(3-펜테닐)벤조에이트 8%
4-(4-프로필사이클로헥실)벤조니트릴 24%
4-(4-프로필사이클로헥실)에톡시벤젠 6%
4-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)메틸벤젠 10%
4-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)프로필벤젠 16%
4-(2-(2-플루오로-4-(4-프로필사이클로헥실)페닐)에테닐)에틸벤젠 7%
4-(2-(4-(2-(4-프로필사이클로헥실)에틸)페닐)에테닐)에틸벤젠 4%
4-(2-(4-(2-(4-프로필사이클로헥실)에틸)페닐)에테닐)프로필벤젠 4%
4-(2-(4-(2-(4-프로필사이클로헥실)에틸)페닐)에테닐)부틸벤젠 4%
[조성물 실시예 2]
4-(1,5-헥사디에닐)-4′-에틸비사이클로헥산 8%
4-(1,5-헥사디에닐)-4′-프로필비사이클로헥산 8%
4-(1,5-헥사디에닐)-4′-펜틸비사이클로헥산 8%
4-(4-(3-부테닐)사이클로헥산)벤조니트릴 10%
4-(4-(3-펜테닐)사이클로헥산)벤조니트릴 10%
4-(4-프로필사이클로헥세닐)벤조니트릴 10%
3,5-디플루오로-4-시아노페닐-4-(3-펜테닐)벤조에이트 3%
4-(4-프로필사이클로헥세닐)에톡시벤젠 3%
4-(2-(4-부틸페닐)에티닐)에톡시벤젠 6%
4-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)메톡시벤젠 5%
4-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)메틸벤젠 10%
4-(2-(4-(2-(4-에틸사이클로헥실)에틸)페닐)에테닐)에틸벤젠 3%
4-(2-(4-(2-(4-에틸사이클로헥실)에틸)페닐)에테닐)부에틸벤젠 3%
4-(2-(4-(2-(4-프로필사이클로헥실)에틸)페닐)에테닐)에틸벤젠 3%
4-(2-(4-(2-(4-프로필사이클로헥실)에틸)페닐)에테닐)프로필벤젠 3%
4-(2-(4-(2-(4-프로필사이클로헥실)에틸)페닐)에테닐)부틸벤젠 3%
4-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)플루오로벤젠 4%
[조성물 실시예 3]
4-(4-(1,5-헥사디에닐)사이클로헥실)벤조니트릴 10%
4-(4-(1,5-헥사디에닐)사이클로헥실)프로필벤젠 10%
4-(4-에틸사이클로헥실)벤조니트릴 3%
4-(4-프로필사이클로헥실)벤조니트릴 20%
4-시아노페닐-4-에틸벤조에이트 6%
4-시아노페닐-4-프로필벤조에이트 3%
4-(2-(4-에틸페닐)에티닐)메톡시벤젠 3%
4-(2-(4-프로필페닐)에티닐)메톡시벤젠 3%
4-(2-(4-부틸페닐)에티닐)메톡시벤젠 3%
4-(2-(4-펜틸페닐)에티닐)메톡시벤젠 3%
4-(2-(4-부틸페닐)에티닐)에톡시벤젠 3%
4-(2-(2-플루오로-4-(4-프로필사이클로헥실)페닐)에티닐)에틸벤젠 6%
4-(2-(2-플루오로-4-(4-프로필사이클로헥실)페닐)에티닐)프로필벤젠 6%
4-(2-(2-플루오로-4-(4-프로필사이클로헥실)페닐)에티닐)부틸벤젠 6%
4-(2-(4-(2-(4-에틸사이클로헥실)페닐)에티닐)에틸벤젠 3%
4-(2-(4-(2-(4-에틸사이클로헥실)페닐)에티닐)프로필틸벤젠 3%
4-(2-(4-(2-(4-프로필사이클로헥실)페닐)에티닐)에틸벤젠 3%
4-(2-(4-(2-(4-프로필사이클로헥실)페닐)에티닐)프로필벤젠 3%
4-(2-(4-(2-(4-프로필사이클로헥실)페닐)에티닐)부틸벤젠 3%
[조성물 실시예 4]
4-(4-(4-(1,5-헥사디에닐)사이클로헥실)사이클로헥실)메틸벤젠 7%
4-(4-(4-(1,5-헥사디에닐)사이클로헥실)사이클로헥실)벤조니트릴 10%
2-(3,4-디플루오로페닐)-5-프로필피리미딘 8%
2-플루오로-4-(4-에틸사이클로헥실)벤조니트릴 8%
2-플루오로-4-(4-프로필사이클로헥실)벤조니트릴 8%
4-(4-프로필사이클로헥실)벤조니트릴 4%
4-(4-(4-에틸사이클로헥실)사이클로헥실)-1,2-디플루오로벤젠 6%
4-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)-1,2-디플루오로벤젠 6%
4-(4-(4-펜틸사이클로헥실)사이클로헥실)-1,2-디플루오로벤젠 6%
4-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)메틸벤젠 7%
4-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)프로필벤젠 7%
4-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)메톡시벤젠 7%
4-(4-(4-에틸사이클로헥실)사이클로헥실)2-플루오로벤조니트릴 3%
4-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)2-플루오로벤조니트릴 7%
2-4′-플루오로비페닐-5-프로필피리미딘 3%
2-4′-플루오로비페닐-5-부틸피리미딘 3%
2-(4-플루오로페닐-5-펜틸피리미딘 3%
[조성물 실시예 5]
4-(4-(1,5-헥사디에닐)사이클로헥실)4-에틸비페닐 7%
4-(4-(1,5-헥사디에닐)사이클로헥실)벤조니트릴 8%
4-(4-(3-부테닐)사이클로헥실)벤조니트릴 10%
4-(4-(3-펜테닐)사이클로헥실)벤조니트릴 10%
4-(4-프로필사이클로헥실)벤조니트릴 20%
4-(4-페틸사이클로헥실)벤조니트릴 20%
2-(4-에틸페닐)-5-에틸피리미딘 3%
2-(4-에틸페닐)-5-프로필피리미딘 3%
2-(4-에틸페닐)-5-부틸피리미딘 3%
4-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)메틸벤젠 5%
4-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)프로필벤젠 5%
4-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)메톡시벤젠 3%
4-(2-(4-2-(4-프로필사이클로헥실)에틸)페닐)에테닐)에틸벤젠 3%
2-(4-(4-프로필사이클로헥실)페닐)5-에틸피리미딘 2%
2-(4-(4-프로필사이클로헥실)페닐)5-프로필피리미딘 2%
2-(4′-플루오로비페닐)-5-에틸피리미딘 2%
2-(4-시아노페닐-5-에틸-1,3-디옥산 2%
2-(4-시아노페닐-5-프로필-1,3-디옥산 2%
[조성물 실시예 6]
4′-(1,5-헥사디에닐)-4-메틸비사이클로헥산 5%
4′-(1,5-헥사디에닐)-4-에틸비사이클로헥산 5%
4-(4-(1,5-헥사디에닐)사이클로헥실)벤조니트릴 10%
4-(4-(3-부테닐)사이클로헥실)벤조니트릴 8%
4-(4-(3-펜테닐)사이클로헥실)벤조니트릴 8%
4-(4-프로필사이클로헥실)벤조니트릴 8%
4-(4-펜틸사이클로헥실)벤조니트릴 8%
4-(4-메톡시메틸사이클로헥실)벤조니트릴 8%
4-(4-에톡시메틸사이클로헥실)벤조니트릴 4%
4-(2-(4-에틸페닐)에티닐)메톡시벤젠 2%
4-(2-(4-프로필페닐)에티닐)메톡시벤젠 2%
4-(2-(4-부틸페닐)에티닐)메톡시벤젠 2%
4-(2-(4-펜틸페닐)에티닐)메톡시벤젠 2%
4-(2-(4-부틸페닐)에티닐)에톡시벤젠 2%
4′-프로필-4-부틸비사이클로헥산 8%
4-(4-(4-에틸사이클로헥실)사이클로헥실)벤조니트릴 4%
4-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)벤조니트릴 4%
4-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)메틸벤젠 5%
4-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)프로필벤젠 5%
[조성물 실시예 7]
4-(4-(1,5-헥사디에닐)사이클로헥실)벤조니트릴 10%
4-(4-(1,5-헥사디에닐)사이클로헥실)프로필벤젠 5%
4′-(1,5-헥사디에닐)-4-프로필비사이클로헥실 5%
4-(4-에틸페닐)벤조니트릴 6%
4-(4-부틸페닐)벤조니트릴 6%
4-(4-펜틸페닐)벤조니트릴 6%
4-(4-에틸사이클로헥실)벤조니트릴 10%
4-(4-프로필사이클로헥실)벤조니트릴 5%
2-(4-부틸페닐)-5-프로필피리미딘 1.5%
2-(4-부틸페닐)-5-부틸피리미딘 1.5%
2-(4-부틸페닐)-5-부틸피리미딘 1.5%
2-(4-펜틸페닐)-5-프로필피리미딘 1.5%
2-(4-펜틸페닐)-5-부틸피리미딘 1.5%
2-(4-펜틸페닐)-5-헥실피리미딘 1.5%
4-(4-(4-에틸사이클로헥실)사이클로헥실)메틸벤젠 3%
4-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)메틸벤젠 5%
4-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)프로필벤젠 8%
4-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)메톡시벤젠 3%
4-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)플루오로벤젠 3%
4-(4-(4-에틸사이클로헥실)사이클로헥실)벤조니트릴 4%
4-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)벤조니트릴 4%
4-(4-(4-부틸사이클로헥실)사이클로헥실)벤조니트릴 4%
2-(4-메톡시페닐)-5-에틸피리미딘 2%
2-(4-에톡시페닐)-5-프로필피리미딘 2%
[조성물 실시예 8]
4′-(1,5-헥타디에닐)-4-프로필비사이클로헥산 3%
4-(2-(4-(1,5-헥사디에닐)사이클로헥실)에틸)프로필사이클로헥산 3%
4-(4-(1,5-헥사디에닐)사이클로헥실)벤조니트릴 10%
4-(4-(4-(1,5-헥사디에닐)사이클로헥실)사이클로헥실)벤조니트릴 3%
3-플루오로-4-시아노페닐-4-에톡시메틸벤조에이트 3%
3-플루오로-4-시아노페닐-4-프로폭시메틸벤조에이트 3%
4-(4-메톡시메틸사이클로헥실)벤조니트릴 5%
4-(4-에틸사이클로헥실)벤조니트릴 20%
4-(4-프로필사이클로헥실)벤조니트릴 15%
4′-메톡시메틸-4-펜틸사이클로헥산 8%
4-(4-(4-에틸사이클로헥실)사이클로헥실)벤조니트릴 3%
4-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)벤조니트릴 3%
4-(4-(4-부틸사이클로헥실)사이클로헥실)벤조니트릴 3%
2-(4′-플루오로비페닐)-5-프로필피리미딘 3%
4-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)메틸벤젠 3%
4-플루오로페닐-4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥산카복실레이트 3%
4-플루오로페닐-4-(4-펜틸사이클로헥실)사이클로헥산카복실레이트 3%
2-(4′-에틸비페닐)-5-프로필피리미딘 3%
2-(4′-부틸비페닐)-5-프로필피리미딘 3%
[조성물 실시예 9]
4-(4-(2-(4-(1,6-헵타디에닐)사이클로헥실)에틸)사이클로헥실)-1,2-디플루오로벤젠 9%
4-(2-(4-(1,7-옥타디에닐)페닐)에티닐)펜틸벤젠 9%
4-(4-(1,5-헥사디에닐)사이클로헥실)벤조니트릴 3%
4-(4-프로필사이클로헥실)벤조니트릴 10%
4-(4-프로폭시메틸사이클로헥실)벤조니트릴 8%
4-(2-(4-에틸페닐)에티닐)메틸벤젠 4%
4-(2-(4-프로필페닐)에티닐)헥실벤젠 8%
4-(2-(4-부틸페닐)에티닐)부틸벤젠 4%
4-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)벤조니트릴 3%
4-(4-(2-(4-에틸사이클로헥실)에틸)사이클로헥실)-1,2-디플루오로벤젠 10%
4-(4-(2-(4-프로필사이클로헥실)에틸)사이클로헥실)-1,2-디플루오로벤젠 5%
4-(4-(2-(4-펜틸사이클로헥실)에틸)사이클로헥실)-1,2-디플루오로벤젠 10%
4-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)메톡시벤젠 3%
4-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)메틸벤젠 7%
4-(2-(2-플루오로-4-(4-프로필사이클로헥실)페닐)에티닐)에틸벤젠 3%
[조성물 실시예 10]
4-(1,5-헥사디에닐)페닐-4-(4-프로필사이클로헥실)벤조에이트 10%
4-(4-(4-(1,5-헥사디에닐)사이클로헥실)사이클로헥실)프로필벤젠 6%
4′-(3,7-옥타디에닐)-4-프로필비사이클로헥산 6%
4-(4-에틸사이클로헥실)-2-플루오로벤조니트릴 3%
4-(4-프로필사이클로헥실)-2-플루오로벤조니트릴 3%
4-(4-펜틸사이클로헥실)-2-플루오로벤조니트릴 3%
4-에틸페닐-4-메톡시벤조에이트 5%
4-플루오로페닐-4-펜틸사이클로헥산카복실레이트 4%
4-플루오로페닐-4-헵틸사이클로헥산카복실레이트 4%
4-부톡시페닐-4-프로필사이클로헥산카복실레이트 8%
4-에톡시페닐-4-부틸사이클로헥산카복실레이트 6%
4-메톡시페닐-4-펜틸사이클로헥산카복실레이트 6%
4-에톡시페닐-4-프로필사이클로헥산카복실레이트 5%
4-에톡시페닐-4-펜틸사이클로헥산카복실레이트 4%
4-에톡시페닐-4-부틸사이클로헥산카복실레이트 8%
4-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)메틸벤젠 5%
4-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)프로필벤젠 5%
4-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)메톡시벤젠 3%
4-플루오로페닐-4-(4-프로필사이클로헥사노일옥시)벤조에이트 3%
[조성물 실시예 11]
2-(4-(1,5-헥사디에닐)페닐)-5-프로필피리미딘 5%
4-(4-(4-(1,5-헥사디에닐)사이클로헥실)사이클로헥실)메틸벤젠 5%
4-(1,5-헥사디에닐)페닐-4-(4-프로필사이클로헥실)벤조에이트 5%
2-(3,4-디플루오로페닐)-5-프로필피리미딘 8%
2-(4′-플루오로비페닐)-5-프로필피리미딘 5%
2-(4′-플루오로비페닐)-5-부틸피리미딘 5%
2-(4′-플루오로비페닐)-5-펜틸피리미딘 5%
2-(4-에틸페닐)-5-에틸피리미딘 4%
2-(4-에틸페닐)-5-프로필피리미딘 4%
2-(4-에틸페닐)-5-부틸피리미딘 4%
4-부톡시페닐-4-프로필사이클로헥산카복실레이트 6%
4-에톡시페닐-4-부톡시사이클로헥산카복실레이트 6%
4-에톡시페닐-4-펜틸사이클로헥산카복실레이트 6%
4-(2-(4-(2-(4-에틸사이클로헥실)에틸)페닐)에티닐)부틸벤젠 4%
4-(2-(4-(2-(4-프로필사이클로헥실)에틸)페닐)에티닐)부틸벤젠 4%
4-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)메틸벤젠 6%
4-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)프로필벤젠 6%
4′-시아노비페닐-4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥산카복실레이트 3%
4′-시아노비페닐-4-(4-펜틸사이클로헥실)사이클로헥산카복실레이트 3%
4′-시아노비페닐-4-(4-프로필사이클로헥실)벤조에이트 3%
메틸-4-(4-펜틸사이클로헥실)사이클로헥산카복실레이트 3%
[조성물 실시예 12]
4′-(1,5-헥사디에닐)-4-펜틸비사이클로헥산 6%
4-(4-(1,5-헥사디에닐)사이클로헥실)프로필벤젠 5%
4-(4-(4-(1,5-헥사디에닐)사이클로헥실)사이클로헥실)메틸벤젠 5%
4-(4-헵틸사이클로헥실)-1,3-디플루오로벤젠 4%
4-(2-(4-펜틸사이클로헥실)에틸)-1,2-디플루오로벤젠 5%
4-(4-(4-에틸사이클로헥실)사이클로헥실)-1,2-디플루오로벤젠 11%
4-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)-1,2-디플루오로벤젠 11%
4-(4-(4-펜틸사이클로헥실)사이클로헥실)-1,2-디플루오로벤젠 11%
4-(4-(2-(4-에틸사이클로헥실)에틸)사이클로헥실)-1,2-디플루오로벤젠 2%
4-(4-(2-(4-프로필사이클로헥실)에틸)사이클로헥실)-1,2-디플루오로벤젠 1%
4-(4-(2-(4-펜틸사이클로헥실)에틸)사이클로헥실)-1,2-디플루오로벤젠 2%
4′-(4-에틸사이클로헥실)-3,4-디플루오로비페닐 4%
4′-(4-프로필사이클로헥실)-3,4-디플루오로비페닐 4%
4′-(4-펜틸사이클로헥실)-3,4-디플루오로비페닐 8%
4′-(4-에틸사이클로헥실)-4-플루오로비페닐 3%
4′-(4-프로필사이클로헥실)-4-플루오로비페닐 3%
4′-(4-펜틸사이클로헥실)-4-플루오로비페닐 2%
4-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)플루오로벤젠 3%
4-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)메틸벤젠 5%
4-(2-(4-펜틸사이클로헥실)에틸)-1,2-디플루오로벤젠 5%
[조성물 실시예 13]
4′-(4-(1,5-헥사디에닐)사이클로헥실)-4-에틸비페닐 4%
4′-(1,5-헥사디에닐)-4-펜틸비사이클로헥산 6%
4-(4-(1,5-헥사디에닐)사이클로헥실)프로필벤젠 3%
5-(4-헵틸사이클로헥실)-1,2,3-트리풀루오로벤젠 8%
5-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)-1,2,3-트리풀루오로벤젠 8%
5-(4-(4-부틸사이클로헥실)사이클로헥실)-1,2,3-트리풀루오로벤젠 4%
5-(4-(2-(4-프로필사이클로헥실)에틸)사이클로헥실)-1,2,3-트리풀루오로벤젠 10%
5-(4-(2-(4-부틸사이클로헥실)에틸)사이클로헥실)-1,2,3-트리풀루오로벤젠 8%
5-(4-(2-(4-펜틸사이클로헥실)사이클로헥실)-1,2,3-트리풀루오로벤젠 8%
5-(2-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)에틸)-1,2,3-트리풀루오로벤젠 10%
5-(2-(4-(4-펜틸사이클로헥실)사이클로헥실)에틸)-1,2,3-트리풀루오로벤젠 9%
4′-(4-프로필사이클로헥실)-3,4,5-트리플루오로비페닐 8%
4′-(4-펜틸사이클로헥실)-3,4,5-트리플루오로비페닐 8%
4′-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)-3,4,5-트리플루오로비페닐 3%
4′-(2-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)에틸)-3,4,5-트리플루오로비페닐 3%
[조성물 실시예 14]
4′-(4-(1,5-헥사디에닐)사이클로헥실)-3,4,5-트리플루오로비페닐 10%
4′-(1,5-헥사디에닐)-4-프로필비사이클로헥산 3%
4′-(4-(1,5-헥사디에닐)사이클로헥실)-4-(4-프로필사이클로헥실)비페닐 3%
5-(4-(2-(4-프로필사이클로헥실)에틸)사이클로헥실)-1,2,3-트리플루오로벤젠 7%
5-(4-(2-(4-부틸사이클로헥실)에틸)사이클로헥실)-1,2,3-트리플루오로벤젠 7%
5-(4-(2-(4-펜틸사이클로헥실)에틸)사이클로헥실)-1,2,3-트리플루오로벤젠 6%
5-(2-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)에틸)-1,2,3-트리플루오로벤젠 5%
4′-(2-(4-프로필사이클로헥실)에틸)-3,4,5-트리플루오로비페닐 5%
4′-(2-(4-부틸사이클로헥실)에틸)-3,4,5-트리플루오로비페닐 5%
4′-(2-(4-펜틸사이클로헥실)에틸)-3,4,5-트리플루오로비페닐 5%
3,4,5-트리플루오로페닐-4-(4-프로필사이클로헥실)벤조에이트 2%
3,4,5-트리플루오로페닐-4-(4-펜틸사이클로헥실)벤조에이트 2%
3,4,5-트리플루오로페닐-4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥산카복실레이트 8%
[조성물 실시예 15]
4′-(4-(1,5-헥사디에닐)사이클로헥실)-3,4,5-트리플루오로비페닐 7%
4-(2-4-(1,5-헥사디에닐)사이클로헥실)에테닐)프로필사이클로헥산 7%
4-(4-(4-(6,6-디플루오로-1,5-헥사디에닐)사이클로헥실)사이클로헥실)펜틸사이클로헥산 7%
4-(4-프로필사이클로헥실)클로로벤젠 5%
5-(4-헵틸사이클로헥실)-3,4,5-트리플루오로벤젠 8%
4′-(4-에틸사이클로헥실)-3,4-디플루오로비페닐 6%
4′-(4-프로필사이클로헥실)-3,4-디플루오로비페닐 6%
4′-(4-펜틸사이클로헥실)-3,4-디플루오로비페닐 6%
4-(4-(4-에틸사이클로헥실)사이클로헥실)클로로벤젠 4%
4-(4-(4-부틸사이클로헥실)사이클로헥실)클로로벤젠 8%
4-(4-(4-펜틸사이클로헥실)사이클로헥실)클로로벤젠 4%
4′-(4-프로필사이클로헥실)-3,4,5-트리플루오로비페닐 10%
4′-(4-펜틸사이클로헥실)-3,4,5-트리플루오로비페닐 10%
4-(2-(2-플루오로-4-(4-프로필사이클로헥실)페닐)에테닐)에틸벤젠 4%
4-(2-(2-플루오로-4-(4-프로필사이클로헥실)페닐)에테닐)프로필벤젠 4%
4-(4-(2-(4-프로필사이클로헥실)에틸)사이클로헥실)-3-플루오로클로로벤젠 4%
[조성물 실시예 16]
4′-(1,5-헥사디에닐)-4-프로필비사이클로헥산 7%
4′-(1,5-헥사디에닐)-4-펜틸비사이클로헥산 7%
4′-(4-(1,5-헥사디에닐)사이클로헥실-3,4,5-트리플루오로벤젠 7%
4-(4-펜틸사이클로헥실)플루오로벤젠 8%
4-(4-헵틸사이클로헥실)플루오로벤젠 8%
4-(4-(4-에틸사이클로헥실)사이클로헥실)트리플루오로메톡시벤젠 5%
4-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)트리플루오로메톡시벤젠 5%
4-(4-(4-펜틸사이클로헥실)사이클로헥실)트리플루오로메톡시벤젠 5%
1,6-디플루오로-4-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)디플루오로메톡시벤젠 15%
1,6-디플루오로-4-(4-(4-펜틸사이클로헥실)사이클로헥실)디플루오로메톡시벤젠 15%
2′,6′-디플루오로-4′-(프로필사이클로헥실)-3,4-디플루오로비페닐 6%
2′,6′-디플루오로-4′-(펜틸사이클로헥실)-3,4-디플루오로비페닐 6%
4-트리플루오로메톡시페닐-4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥산카복실레이트 3%
4-트리플루오로메톡시페닐-4-(4-펜틸사이클로헥실)사이클로헥산카복실레이트 3%
[조성물 실시예 17]
4′-(4-(1,5-헥사디에닐)사이클로헥실)-3,4,5-트리플루오로비페닐 10%
4-(4-(2-(4-(1,6-헵타디에닐)사이클로헥실)에틸)사이클로헥실)-3,4-디플루오로벤젠 10%
4-(4-펜틸사이클로헥실)플루오로벤젠 8%
4-(4-헥실사이클로헥실)플루오로벤젠 8%
4-(4-헵틸사이클로헥실)플루오로벤젠 8%
4-(4-(4-에틸사이클로헥실)사이클로헥실)트리플루오로메톡시벤젠 6%
4-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)트리플루오로메톡시벤젠 6%
4-(4-(4-부틸사이클로헥실)사이클로헥실)트리플루오로메톡시벤젠 6%
4-(4-(4-펜틸사이클로헥실)사이클로헥실)트리플루오로메톡시벤젠 6%
4-(2-(4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥실)에틸)트리플루오로메틸벤젠 5%
4-(2-(4-(4-펜틸사이클로헥실)사이클로헥실)에틸)트리플루오로메틸벤젠 5%
4′-(4-프로필사이클로헥실)-3,4-디플루오로비페닐 8%
4′-(4-펜틸사이클로헥실)-3,4-디플루오로비페닐 8%
2′-플루오로-4′-(4-프로필사이클로헥실)-4-(4-프로필사이클로헥실)비페닐 3%
2′-플루오로-4′-(4-펜틸사이클로헥실)-4-(4-프로필사이클로헥실)비페닐 3%
[조성물 실시예 18]
4-(4-(1,5-헥사디에닐)사이클로헥실)벤조니트릴 5%
4-(4-(4-(1,5-헥사디에닐)사이클로헥실)사이클로헥실)벤조니트릴 5%
4′-(1,5-헥사디에닐)-4-메틸비사이클로헥산 5%
4-(4-(4-(1,5-헥사디에닐)사이클로헥실)사이클로헥실)프로필벤젠 5%
4-(4-(2-프로페닐)사이클로헥실)벤조니트릴 4%
4′-부틸-4-에틸비페닐 4%
4′-프로필-4-시아노비페닐 5%
4′-펜틸-4-시아노비페닐 5%
2-플루오로-4-(4-에틸사이클로헥실)벤조니트릴 5%
4-(2-(4-프로필사이클로헥실)에틸)에톡시벤젠 5%
4-(2-(4-펜틸사이클로헥실)에틸)프로폭시벤젠 5%
1″-펜틸-4-시아노비페닐 3%
2-(4-시아노페닐)-5-(4-부틸페닐)피리미딘 3%
2-(4-펜틸페닐)-5-(4-부틸페닐)피리미딘 3%
4-(2-(4-(4-펜틸사이클로헥실)페닐)에틸)부틸벤젠 3%
4-(2-(4-프로필페닐)에틸)-4′-(4-펜틸사이클로헥실)비페닐 3%
4′-(1-프로페닐)-4-메톡시메틸비사이클로헥산 5%
4′-프로필-4-(4-(3-펜테닐)사이클로헥실)비페닐 5%
4-시아노페닐-4-프로필벤조에이트 5%
4-메톡시페닐-4-펜틸사이클로헥산카복실레이트 7%
4-프로폭시페닐-4-펜틸사이클로헥산카복실레이트 7%
[조성물 실시예 19]
4-(4-(2-(4-(1,6-헵타디에닐)사이클로헥실)에틸)사이클로헥실)-3,4-디플루오로벤젠 10%
4-(2-(4-(1,7-옥타디에닐)페닐)에티닐)펜틸벤젠 10%
3,4-디플루오로페닐-4-부틸사이클로헥산카복실레이트 5%
3,4-디플루오로페닐-4-펜틸사이클로헥산카복실레이트 5%
3-플루오로-4-시아노페닐-4-에틸벤조에이트 4%
3-플루오로-4-시아노페닐-4-프로필벤조에이트 4%
3-플루오로-4-시아노페닐-4-부틸벤조에이트 6%
3-플루오로-4-시아노페닐-4-펜틸벤조에이트 6%
2-플루오로-4-(4-(3-메톡시프로필)사이클로헥실)벤조니트릴 6%
3,4-디플루오로페닐-4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥산카복실레이트 4%
3,4-디플루오로페닐-4-(4-프로필사이클로헥실)사이클로헥산카복실레이트 4%
3-플루오로-4-시아노페닐-4-(4-에틸사이클로헥실)벤조에이트 5%
3-플루오로-4-시아노페닐-4-(4-프로필사이클로헥실)벤조에이트 5%
3-플루오로-4-시아노페닐-4-(4-부틸사이클로헥실)벤조에이트 5%
3-플루오로-4-시아노페닐-4-(4-펜틸사이클로헥실)벤조에이트 5%
4-(2-(4-(4-프로필사이클로헥실)페닐)에티닐)에틸벤젠 10%
4′-(3-부테닐)-4-프로필비사이클로헥산 3%
4-(4-(4-(3-부테닐)사이클로헥실)사이클로헥실)메틸벤젠 3%
본 발명의 화합물은 탄성 상수 K33/K11의 비가 크게 나타나고 점도가 매우 낮게 나타난다. 다음에 기술된 실시예(용도 실시예)에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 화합물은 현재 가장 널리 사용되는 알케닐 화합물의 탄성 상수비 K33/K11과 동일한 큰 탄성 상수 비 K33/K11의 범위를 갖고, 큰 탄성 상수 비 K33/K11및 낮은 점도를 가지면, 공개된 일본 특허공보 제(소)61-83136호 및 공개된 일본 특허공보 제(소)61-561327호에 기재되어 있고, 본 발명의 화합물은 알케닐 화합물의 점도보다 더 낮은 점도를 나타낸다.
Figure kpo00042
또한, 본 발명의 화합물은 실시예에서 나타낸 바와 같이 높은 안정성을 나타내고 실용적인 액정 조성물에 사용하기에 충분한 화학적 안정성을 갖고 있다.
탁월한 특성을 갖는 본 발명의 화학식 1의 화합물을 사용함으로써, 이러한 탁월한 물리적 특성, 즉 경사 한계 특성 및 높은 응답 특성이 수득될 수 있다.
본 발명의 화합물을 제조하고 사용하는 방법은 실시예를 참조하여 하기에 더욱 상세히 기술한다. 각각의 실시예에서, Cr은 결정을 나타내고, N은 네마틱 상을 나타내고, S는 스메틱 상을 나타내고, Iso는 등방성 액체를 나타내며, 상 전이 온도의 모든 단위는 ℃이다.
[실시예 1]
4-(4-(1,5-헥세디에닐)사이클로 헥실)-1-펜실사이클로헥산의 제조
Figure kpo00043
(R1이 펜틸 그룹을 나타내고, X3이 공유 결합을 나타내며, C와 D가 트랜스-1,4-사이클로헥산 환을 나타내고, ℓ, m 및 n이 0이며, o가 1이고, p가 2이며, R2와 R2′가 수소원자인 화학식 1의 화합물 제8번)
시판중인 1-브로모-5-펜텐(600mmol), 트리페닐포스핀(500mmol) 및 톨루엔 300㎖의 혼합물을 가열하여 40시간 동안 환류시킨다. 이렇게 하여 침전된 백색 결정을 여과하고, 톨루엔으로 3회 세척한 다음, 감압하에서 건조시켜 포스포늄 염(500mmol)을 수득한다.
칼륨-3급-부톡사이드(550mmol)를 위하여 기술한 포스포늄 염(500mmol)과 테트라하이드로푸란(이후에는, THF라고 한다) 500㎖의 혼합물에 첨가하고, 실온에서 2시간 동안 교반한다. 이렇게 하여 수득된 적색 용액에 일본 특허공개공보 제(소)61-83136호의 방법에 따라 제조된 4-(4-펜틸사이클로헥실)사이클로헥산카보알데히드의 용액(500mmol)을 0℃ 미만의 온도에서 THF 300㎖ 중에서 첨가하고, 실온에서 4시간 동안 교반한다. 이를 물 500㎖에 넣고 톨루엔 500㎖로 추출하고, 유기층을 2M 염산 및 포화 탄산수소나트륨 수용액으로 세척한 다음, 중성이 될 때까지 물로 세척한다. 용매를 무수 황산마그네슘으로 건조시킨 후, 용매를 증류시키고, 잔사를 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피(용리제: 헵탄)로 정제하여 4-(4-(시스-1,5-헥세디에닐)사이클로헥실)-1-펜틸사이클로헥산(250mmol)을 수득한다.
m-클로로퍼벤조산(750mmol) 및 탄산칼륨(1.5mmol)을 염화 메틸렌 200㎖중에서 위에서 기술한 화합물의 용액(250mmol)에 첨가하고 실온에서 8시간 동안 교반한다. 티오황산나트륨 포화 수용액을 반응 용액에 첨가하고 교반시킨 후, 유기 층을 물로 3회 세척한 다음 무수 황산마그네슘을 사용하여 건조시킨다. 용매를 감압하에서 증류시켜 4-(4-(시스-1,5-헥세디에닐)사이클로헥실)-1-펜틸-사이클로헥산디옥사이드(200mmol)을 수득한다.
위에서 기술한 에폭사이드 화합물(200mmol), 이브롬화 트리페닐포스핀(600mmol) 및 톨루엔 200㎖의 혼합물을 가열 조건하에서 3시간 동안 교반한다. 냉각시킨 후, 반응 용액을 물 300㎖에 넣고 톨루엔 300㎖로 추출하고, 유기 층을 2M 염산 및 포화 탄산수소나트륨 수용액으로 세첵한 후, 중성이 될 때까지 물로 세척한다. 무수 황산마그네슘으로 건조시킨 후, 용매를 증류시키고, 잔사를 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피(용리제 : 톨루렌)로 정제하고 에탄올을 잔사의 5배로 사용하여 재결정함으로써 4-(4-(1,2,5,6-테트라브로모헥실)사이클로헥실)-1-펜틸사이클로헥산디옥사이드 100mmol을 수득한다.
위에서 기술한 브롬화물(100mmol), 금속 아연 800mmol 및 아세트산 20㎖의 혼합물을 실온에서 12시간 동안 교반한다. 물을 100㎖의 양으로 첨가하고, 톨루엔 50㎖로 추출하고, 유기 층을 2N 염산 및 포화 탄산수소나트륨 수용액으로 세척한 다음, 중성이 될 때까지 물로 세척한다. 무수 황산마그네슘을 사용하여 건조시킨 후, 용매를 증류시키고, 잔사를 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피(용리제 : 헵탄)함으로써 정제하고 잔사의 5배로 에탄올/헵탄(1/1) 혼합된 용매로부터 2회 재결정하여 표제 화합물(80mmol)을 수득한다. 이 화합물은 실온에서 스멕틱으로 나타나고 투명점이 107.1 내지 107.6℃이다. 또한, 이 화합물의 NMR 스펙트럼, 질량 스펙트럼, IR 스펙트럼 및 원소 분석값은 이의 구조를 잘 입증한다.
실시예 1의 방법에 따라, 다음 화합물을 제조한다.
Figure kpo00044
Figure kpo00045
Figure kpo00046
Figure kpo00047
Figure kpo00048
Figure kpo00049
Figure kpo00050
Figure kpo00051
[실시예 2]
4-(2-(4-(4-프로필페닐)사이클로헥실)에테닐-1-(1,5-헥세디에닐)사이클로헥산의 제조
Figure kpo00052
(R1이 프로필 그룹을 나타내고, X2이 공유 결합을 나타내며, X3이 -CH=CH-를 나타내고, B가 1,4-페닐렌 환을 나타내며, C와 D가 트랜스-1,4-사이클로헥산 환을 나타내며, ℓ과 n이 0이고, m과 o가 1이며, p가 2이고, R2와 R2′가 수소원자인 화학식 1의 화합물 제187번)
메톡시메틸트리페닐포스포늄 클로라이드(1mol), 칼륨-3급-부톡사이드(1mol) 및 THF 1ℓ의 혼합물을 실온에서 2시간 동안 교반한다. 이 혼합물에 시판중인 1,4-디옥시스피로[4,5]데카-8-온(1mol)의 용액을 0℃ 미만의 온도에서 THF 500㎖중에서 적가한다. 실온에서 4시간 동안 교반한 후, 이를 물 500㎖에 넣고 톨루엔 500㎖로 추출한다. 유기 층을 2M 염산과 포화 탄산수소나트륨 수용액으로 세척한 후, 중성이 될 때까지 물로 세척한다. 무수 황산마그네슘으로 건조시킨 후, 용매를 증류하고, 잔사를 실리카 겔 크로마토그래피(용리제 : 톨루엔)함으로써 처리하고, 용매를 감압하에서 증류시킨다. 이렇게 하여 수득한 잔사에 6M 염산 500㎖ 및 THF 1ℓ를 첨가하고, 실온에서 12시간 동안 교반한 다음, 유기 층을 물로 3회 세척한다. 용매를 감압하에서 증류시켜 잔사로서 1,4-디옥사스피로[4,5]데칸-8-카보알데히드 870mmol을 수득한다.
미국 특허 제4,229,315호에 기재된 방법에 따라 제조된 4-(4-프로필페닐)사이클로헥산카복실산을 엠. 제이. 조겐슨 등[참조 : M. J. Jorgensen et al., J. Am. Chem. Soc., 87, 1815 (1965)]과 오. 캠 등[참조 : O. Kamm et al., Synth. Col. I. 25 (1941)]의 방법에 따라 환원하고 할로겐화한 후, 이렇게 하여 수득된 THF 500㎖ 중의 4-(4-프로필페닐)사이클로헥실메틸 브로마이드(950mmol)를 금속 마그네슘(950㎖)와 THF 50㎖의 혼합물에 환류하게 적가하여 그리나드 시약을 제조한다. 이 용액에 THF 500㎖중에서 선행 공정으로 제조된 1,4-디옥사스피로[4,5]데칸-8-카보알데히드(870mmol)의 용액을 0℃ 미만의 온도에서 적가하고, 추가로 이를 실온에서 2시간 동안 교반한다. 반응 생성물을 다시 0℃ 미만의 온도로 하고, 염화암모늄의 포화 수용액 500㎖를 반응 생성물에 첨가하고, 이를 1시간 동안 교반한 다음 톨루엔 1ℓ로 추출한다. 유기 층을 물로 3회 세척한 후 무수 황산마그네슘을 사용하고 건조시키고, 유기 용매를 감압하에서 증류시킨다. 잔사를 톨루엔 1ℓ에 용해시키고, p-톨루엔설폰산(40mmol)을 용액에 첨가하여, 생성된 물을 제거하면서 3시간 동안 환류시킨다. 냉각시킨 후, 톨루엔 층을 물로 3회 세척하고 용매를 감압하에서 증류시켜 4-(2-(4-(4-프로필페닐)사이클로헥실)에테닐)사이클로헥사논 670mmol을 수득한다.
메톡시메틸트리페닐포스포늄 클로라이드(730mol). 칼륨-3급-부톡사이드 (730mol) 및 THE 700㎖의 혼합물을 실온에서 2시간 동안 교반하고, THF 500㎖ 중에서 선행 공정으로 수득된 4-(2-(4-(4-프로필페닐)사이클로헥실)에테닐)사이클로헥사논(670mmol)의 용액을 0℃ 미만의 온도에서 혼합물에 적가한다. 실온에서 4시간 동안 교반한 후, 이를 물 500㎖에 넣고 톨루엔 500㎖로 추출하여, 유기 층을 2M 염산 및 포화 탄산수소염으로 세척하고 중성이 될 때 까지 물로 세척한다. 무수 황산마그네슘으로 건조한 후, 용매를 증류시키고, 잔사를 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피(용리제 : 톨루엔)함으로써 처리하고, 용매를 감압하에서 증류시킨다. 이렇게하여 수득된 잔사에 6M 염산 500㎖ 및 THF 1ℓ를 첨가하고, 이를 실온에서 12시간 동안 적가하고, 유기 층을 몰로 3회 세척한다. 용매를 감압하에서 증류시키고, 잔사를 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피(용리제 : 톨루엔)함으로써 정제하여 4-(2-(4-(4-프로필페닐)사이클로헥실)에테닐)사이클로헥산카보알데히드(410mmol)를 수득한다.
실시예 1에서 수득된 1-브로모-5-펜텐의 포스포늄 염을 4-(2-(4-(4-프로필페닐)사이클로헥실)에테닐)사이클로헥산카보알데히드 410mmol과 반응시킨 다음, 실시예 1에서의 방법에 따라 에폭시화, 브롬화 및 환원시켜 표제 화합물 64mmol을 수득한다. 이 화합물의 NMR 스펙트럼, 질량 스펙트럼, IR 스펙트럼 및 원소 분석값은 이의 구조를 입증한다.
실시예 2의 방법에 따라, 다음 화합물을 제조한다.
Figure kpo00053
[실시예 3]
4-(2-4-메틸페닐)에티닐)-1-(1,5-헥사디에닐)벤젠의 제조
Figure kpo00054
(R1이 메틸 그룹을 나타내고, X3이 -C≡C-를 나타내며, C와 D가 트랜스-1,4-사이클로헥산 환을 나타내고, ℓ, m 및 n이 0이며, o가 1이고, p가 2이며, R2와 R2′가 수소원자인 화학식 1의 화합물 제205번)
제이. 코울 등[참조 : J. Cole et al., J. Chem. Soc., 244 (1962)]의 방법에 따라 시판중인 4-브로모벤즈알데히드로부터 제조된 2-톨루일-1,3-디옥솔란(200mmol), 디메틸 포름아미드(500㎖) 및 요오도화구리(I)(300mmol)의 혼합물을 5시간 동안 교반하면서 가열한다. 냉각시킨 후, 6M 염산 500㎖를 첨가하고 1시간 동안 교반한다. 이를 톨루엔 500㎖로 추출하고, 유기 층을 물로 3회 세척하고 무수 황산마그네슘으로 건조시킨다. 용매를 증류시키고 잔사를 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피(용리제 : 톨루엔)함으로써 정제하여 4-(2-(4-메틸페닐)에티닐벤즈알데히드 120mmol을 수득한다.
헥산 중의 페닐리튬의 용액(125mmol에 상응함)을 실시예 1에서 제조한 1-브로모-5-펜텐(125mmol)의 포스포늄 염과 THF 300㎖의 혼합물에 -78℃에서 적가하고, 동일한 온도에서 1시간 동안 교반한다. 이 혼합물에 -78℃에서 이를 유지하면서 THF 500㎖ 중에서 선행 공정으로 수득된 4-(2-(4-메틸페닐)에티닐벤즈알데히드 (120mmol)의 용액을 적가한다. 반응 용액에 물 50㎖를 조심스럽게 첨가하고 이를 점차적으로 실온으로 되돌린다. 추가로, 물 100㎖를 첨가하고, 톨루엔 100㎖로 추출하며, 유기 층을 2N 염산 및 탄산수소나트륨의 포화 수용액으로 세척하고, 중성이 될 때 까지 물로 세척한다. 무수 황산마그네슘을 사용하여 이를 건조시킨 후, 용매를 증류시키고, 잔사를 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피(용리제 : 헵탄)함으로써 정제하여 표제 화합물(19mmol)을 수득한다. 이 화합물의 NMR 스펙트럼, 질량 스펙트럼, IR 스펙트럼 및 원소 분석값은 이의 구조를 입증한다.
실시예 3의 방법에 따라, 다음 화합물을 제조한다.
Figure kpo00055
[실시예 4]
4-(1,5-헥사디에닐)페닐-4-프로필벤조에이트의 제조
Figure kpo00056
(R1이 프로필 그룹을 나타내고, X3이 -CO2-를 나타내며, C와 D가 트랜스-1,4-사이클로헥산 환을 나타내고, ℓ, m 및 n이 0이며, o가 1이고, p가 2이며, R2와 R2′이 수소원자인 화학식 1의 화합물 제229번)
칼륨-3급-부톡사이드를 실시예 1에서 제조된 1-브로모-5-펜텐(100mmol)의 포스포늄 염과 THF 200㎖와의 혼합물에 첨가하고, 실온에서 1시간 동안 교반한다. 이 혼합물에 THF 100㎖중의 시판중인 4-하이드록시벤즈알데히드(90mmol)의 용액을 0℃에서 이를 유지하면서 적가한다. 동일한 온도에서 2시간 동안 교반한 후, 반응 용액을 물 100ml에 넣고 에테르 200㎖로 추출하고, 유기 층을 중성이 될 때 까지 물로 세척한다. 이를 무수 황상마그네슘을 사용하여 건조시킨 후, 용매를 증류시키고, 잔사를 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피(용리제 : 에틸 아세테이트)함으로써 정제하여 4-(시스-1,5-헥세디에닐)페놀 70mmol을 수득한다.
m-클로로퍼벤조산(210mmol) 및 탄산칼륨(420mmol)을 염화 메틸렌 210㎖중의 위에서 기술한 화합물의 용액(70mmol)에 첨가하고 실온에서 8시간 동안 교반한다. 포화 티오황산나트륨의 수용액 200㎖를 반응 용액에 첨가하고 교반한 후, 유기 층을 물로 3회 세척한 다음, 무수 황산마그네슘을 사용하여 건조시킨다. 용매를 감압하에 증류시켜 4-(시스-1,5-헥세디에닐)페놀디옥사이드(50mol)를 수득한다.
위에서 기술한 에폭사이드(50mmol), 디브로모트리페닐포스핀 디브로마이드(150mmol) 및 톨루엔 80㎖의 혼합물을 3시간 동안 교반하면서 가열한다. 냉각시킨 후, 반응 용액을 물 300㎖에 넣고, 에테르 60㎖로 추출하고, 유기 층을 2M 염산 및 중탄산나트륨의 포화 수용액으로 세척하고 중성이 될 때 까지 물로 세척한다. 이를 무수 황산마그네슘으로 건조시킨 후, 용매를 증류시키고, 잔사를 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피(용리제 : 에틸 아세테이트) 함으로써 정제하여 4-(1,2,5,6-테트라브로모헥실)페놀(25mmol)을 수득한다.
위에서 기술한 브롬화물(25mmol), 금속 아연 200mmol 및 아세트산 5㎖의 혼합물을 실온에서 12시간 동안 교반한다. 물 25㎖를 첨가하고 에테르 25㎖로 추출하며, 유기 층을 중성이 될 때까지 세척한다. 무수 황산마그네슘을 사용하여 건조시킨 후, 용매를 증류시키고, 잔사를 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피(용리제 : 에틸 아세테이트)함으로써 정제하여 유상 4-(1,5-헥사디에닐)페놀(20mmol)을 수득한다.
위에서 기술한 4-(1,5-헥사디에닐)페놀(20mmol), 4-프로필벤조산(20mmol), 디사이클로헥실카보디이미드(20mmol), 디메틸아미노피리딘(1mmol) 및 염화 메틸렌 10㎖의 혼합물을 실온에서 20시간 동안 교반한다. 이렇게 하여 침전된 우레아 유도체를 여과하고, 용매를 감압하에서 증류시키며, 잔사를 실리카 겔 칼럼 크로마토 그래피(용리제 : 톨루엔)함으로써 정제하여 백색 고체 상태의 표제 화합물(13mmol)을 수득한다. 이 화합물의 NMR 스펙트럼, 질량 스펙트럼, IR 스펙트럼 및 원소 분석값은 이의 구조를 입증한다.
실시예 4의 방법에 따라, 다음 화합물을 제조한다.
Figure kpo00057
[실시예 5]
4-(4-(4-프로필사이클로헥실)페닐디플루오로메톡시)-1-(1,5-헥사디에닐)벤젠의 제조
Figure kpo00058
(R1이 프로필 그룹을 나타내고, X2가 공유결합을 나타내며, X3이 -CF2O-를 나타내고, B가 트랜스-1,4-사이클로헥산 환을 나타내며, C와 D가 1,4-페닐렌 환을 나타내고, ℓ 및 n이 0이며, m 및 o가 1이고, p가 2이며, R2와 R2′이 수소원자인 화학식 1의 화합물 제270번)
THF 100㎖ 중의 4-(4-프로필사이클로헥실)브로모벤젠(200㎖)의 용액을 점차적으로 금속 마그네슘(210mmol)과 THE 10㎖의 혼합물에 적가한 다음, 1시간 동안 환류하에서 추가로 가열하여 회색 그리나드 시약을 수득한다. 이 시약에 이황화탄소(600mmol)를 0℃ 미만의 온도에서 첨가한 다음, 추가로 2시간 동안 교반한다. 물 500㎖를 첨가하고 에테르 100㎖로 3회 추출한다. 유기 층을 염수 용액으로 2회 세척하고 황산마그네슘을 사용하여 건조시킨다. 용매를 감압하에서 증류시키고 잔사를 톨루엔으로부터 재결정하여 4-(4-프로필사이클로헥실)티오벤조산 98mmol을 수득한다.
위에서 기술한 티오벤조산(98mmol)과 염화 티오닐(500mmol)의 혼합물을 50℃에서 5시간 동안 교반한 후, 과량의 염화 티오닐을 감압하에서 증류시켜 이에 상응하는 산 염화물 97mmol을 수득한다.
선행 공정으로 수득된 산 염화물(97mmol)을 0℃ 미만의 온도에서 피리딘 200㎖ 중의 실시예 4에서 제조한 4-(1,5-헥사디에닐)페놀(80mmol)의 용액에 첨가하고, 실온에서 10시간 동안 교반한다. 물 500㎖와 톨루엔 200㎖를 용액에 첨가하고 교반한다. 유기 층을 2m 염산 200㎖와 포화 탄산수소나트륨 수용액 200㎖로 세척하고, 중성이 될 때까지 이를 물로 세척한 후, 무수 황산마그네슘을 사용하여 건조시킨다. 용매를 감압하에서 증류시키고 잔사를 잔사의 5배인 에탄올로부터 재결정하여 4-(1,5-헥사디에닐)페닐-4-(4-프로필사이클로헥실)티오벤조에이트(61mmol)를 수득한다.
디에틸아미노설퍼트리플루오라이드(122mmol)를 -20℃에서 염화 메틸렌 50㎖ 중의 4-(1,5-헥사디에닐)페닐-4-(4-프로필사이클로헥실티오벤조에이트(61mmol)의 용액에 점차적으로 첨가한 후, 이를 점차적으로 실온으로 되돌리고 동일한 온도에서 3시간 동안 교반한다. 이 용액에 물 50㎖를 가하고 교반한 후에, 유기 층을 물로 3회 세척하고 무수 황상마그네슘으로 건조시킨다. 용매를 증류시키고 잔사를 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피(용리제 : 헵탄)함으로써 정제한 다음, 잔사의 5배인 에탄올로부터 재결정하여 백색 고체 상태의 화합물(32mmol)을 수득한다. 이 화합물의 NMR 스텍트럼, 질량 스펙트럼, IR 스펙트럼 및 원소 분석값은 이의 구조를 입증한다.
실시예 5의 방법에 따라, 다음 화합물을 제조한다.
Figure kpo00059
[실시예 6]
4-(4-펜틸벤질옥시)-1-(1,5-헥사디에닐)벤젠의 제조
Figure kpo00060
(R1이 펜틸 그룹을 나타내고, X3이 -CH2O-를 나타내며, C와 D가 1,4-페닐렌 환을 나타내고, ℓ, m 및 n이 0이며, o가 1이고, p가 2이며, R2와 R2′이 수소원자인, 화학식 1의 화합물 제279번)
THF 120㎖중의 실시예 4에서와 동일한 방법으로 수득된 4-(1,5-헥사디에닐) 페놀(500mmol)의 용액을 수소화나트륨(120mmol), THF 20㎖ 및 DMF 50㎖의 혼합뭉에 적가하고, 수소 기체의 발생이 중지될 때까지 약 2시간 동안 교반한다. 이 용액에 THE 50㎖ 중의 4-펜틸벤질브로마이드(45mmol)의 용액을 0℃ 미만의 온도에서 적가하고, 추가로 5시간 동안 교반한다. 이 용액에 물 100㎖ 및 톨루엔 100㎖를 첨가하고, 유기 층을 2M 염산 100㎖와 포화 중탄산나트륨 수용액 100㎖로 세척하며, 중성이 될 때까지 물로 세척한 후, 무수 황산마그네슘을 사용하여 건조시킨다. 용매를 감압하에서 증류시키고 잔사를 잔사의 5배인 에탄올로부터 재결정하여 백색 유성 표제 화합물 21mmol을 수득한다. 이 화합물의 NMR 스텍트럼, 질량 스펙트럼, IR 스펙트럼 및 원소 분석값은 이의 구조를 잘 입증한다.
실시예 6의 방법에 따라, 다음 화합물을 제조한다.
Figure kpo00061
[실시예 7(용도 실시예 1)]
4-(4-프로필사이클로헥실)벤조니트릴 24%
4-(4-펜틸사이클로헥실)벤조니트릴 36%
4-(4-헵틸사이클로헥실)벤조니트릴 25% 및
4-(4-(4-펜틸사이클로헥실)페닐)벤조니트릴 15%를 포함하는 액정 조성물 B1을 제조한다.
이 네마틱 액정 조성물은, 투명점이 72.4℃이고, 9㎛의 셀(cell) 두께에서의 한께 전압이 1.78V이고, 유전 이방성 값이 11.0이며, 광학 이방성 값이 0.137이고, 20℃에서의 점도가 27.0mPa.s이다. 85%의 양인 이 액정 조성물을 실시예 1에서 수득된 본 발명의 화합물(화합물 제8번) 15%와 혼합하여 액정 조성물 A1을 제조한다. 이 조성물은, 투명점이 75.0℃이고, 8.9㎛의 셀 두께에서의 한계 전압이 1.84V이며, 유전 이방성 값이 9.6이고, 광학 이방성이 0.126이며, 20℃에서의 점도가 20.7mPa.s 이고, 탄성 상수 K33/K11의 비가 2.02이다. 또한, 혼합비로부터 계산된 외삽값은, 각각 투명점이 89.7℃이고, 유전 이방성 값이 1.7이며, 광학 이방성이 0.063이며, 점도가 -15mPa.s 이다.
이 액정 조성물을 -20℃의 냉동기에 60일 동안 두었을 때, 결정의 침전은 발견되지 않는다.
[실시예 8(용도 실시예 2)]
조성물 실시예 1에서 나타낸 액정 조성물의 투명점, 20℃에서의 점도, 25℃에서의 광학 이방성 및 8.7㎛의 셀 두께에서의 한계 전압이 각가 101.9℃ 16.02mPa.s, 0.132 및 2.10V로 측정되었다.
[비교 실시예 1]
일본 특허공개공보 제(헤이)6-151447호에 기재된 방법으로 제조된 화합물
Figure kpo00062
을 액정 조성물 B1에 15%의 양으로 첨가하여 액정 조성물 A2를 제조한다. 실시예 7에서 수득된 A1, 및 A2를 동시에 100℃에서 2시간 동안 가열하고 투명점의 변화를 관찰한다.
Figure kpo00063
액정 조성물 A2의 투명점이 약 7℃ 감소되었지만, 액정 조성물 A1의 투명점의 감소는 단지 0.2℃에 불과하며, 따라서, 화학식 1의 화합물이 극도로 안정하다는 것이 밝혀졌다.
위에서 기술한 공정에 따라, 다음 조성물을 제조하고 이들의 물리적 파라미터를 측정한다.
다음 조성물 실시예에서, 화합물은 다음 표에서 약정에 따른 코드 어드레스(code adress)로 지정된다. 즉, 좌측 말단 그룹은 a-, aO-, aOb-, Va-, aVb- 또는 aVbVd-로 나타내고, 결합 그룹은 2, E, T, V 또는 CF20로 나타내며, 환 구조는 B, B(F), B(F, F), H, Py, D 또는 Ch로 나타내고, 우측 말단 그룹은 -F, -CL, -C, -CF3, -OCF3, -OCF2H, -w, -Ow 또는 EMe로 나타낸다.
Figure kpo00064
Figure kpo00065
[실시예 9(용도 실시예 3)]
V2V-HBB-2(화합물 제62번) 10%
1V2-BEB(F,F)-C 8%
3-HB-C 24%
3-HB-O2 5%
3-HH-4 11%
3-HH-5 5%
3-HHB-1 10%
3-HHB-3 11%
3-H2BTB-3 4%
3-H2BTB-3 4%
3-H2BEB-4 4%
3-HB(F)TB-2 2%
3-HB(F)TB-3 2%
상기에 나타낸 액정 조성물의 물리적 파라미터는 다음과 같다.
투명점[℃] 100.6
점도[mPs.s] 17.8
광학 이방성 0.132
한계 전압[V] 2.09
[실시예 10(용도 실시예 4)]
V2V-HH-1(화합물 제1번) 18
1V2-BEB(F,F)-C 9
3-HB-C 21%
3-HHB-1 10%
3-HHB-3 15%
2-HHB-1 2%
3-HHB-01 3%
3-H2BTB-2 4%
3-H2BTB-3 4%
3-H3BTB-4 4%
3-HB(F)TB-2 4%
3-HB(F)TB-3 3%
3-HB(F)TB-4 3%
위에서 나타낸 액정 조성물의 물리적 파라미터는 다음과 같다.
투명점[℃] 99.8
점도[mPs.s] 16.2
광학 이방성 0.135
한계 전압[V] 2.01
[실시예 11(용도 실시예 5)]
V2V-HB-C(화합물 제16번) 14%
1V2-BEB(F,F)-C 8%
3-HB-C 10%
3-HB-CO2 7%
3-HH-4 11%
3-HH-5 5%
3-HHB-1 10%
3-HHB-3 15%
3-H2BTB-2 4%
3-H2BTB-3 4%
3-H2BTB-4 4%
3-HB(F)TB-2 2%
3-HB(F)TB-3 3%
3-HB(F)TB-4 3%
위에서 나타낸 액정 조성물의 물리적 파라미터는 다음과 같다.
투명점[℃] 100.2
점도[mPs.s] 17.2
광학 이방성 0.132
한계 전압[V] 2.06
[실시예 12(용도 실시예 6)]
V2-HH-4(화합물 제7번) 15%
1V2-BEB(F,F)-C 8%
3-HB-C 24%
3-HB-O2 6%
3-HHB-1 10%
3-HHB-3 15%
2-HHB-1 2%
3-H2BTB-2 4%
3-H2BTB-3 4%
3-H2BTB-4 4%
3-HB(F)TB-3 4%
3-HB(F)TB-4 4%
위에서 나타낸 액정 조성물의 물리적 파라미터는 다음과 같다.
투명점[℃] 100.6
점도[mPs.s] 18.1
광학 이방성 0.133
한계 전압[V] 2.05
[실시예 13(용도 실시예 7)]
V2-HH-3(화합물 제3번) 5%
V2V2-HH-5(화합물 제172번) 10%
3-PyB(F)-F 8%
2-HB(F)-C 8%
3-HB(F)-C 8%
3-HH-C 4%
2-HHB(F)-F 6%
3-HHB(F)-F 6%
5-HHB(F)-F 6%
3-HHB-1 9%
3-HHB-3 8%
3-HHB-01 3%
2-HHB(F)-C 3%
3-HHB(F)-C 7%
3-PyBB-F 3%
4-PyBB-F 3%
5-PyB-F 3%
위에서 나타낸 액정 조성물의 물리적 파라미터는 다음과 같다.
투명점[℃] 87.5
점도[mPs.s] 122.4
광학 이방성 0.109
유전 이방성 9.4
한계 전압[V] 1.06
[실시예 14(용도 실시예 8)]
V2V-HBB-2(화합물 제62번) 5%
V2V-HB-C(화합물 제16번) 8%
V2-HB-C 10%
1V2-HB-C 10%
3-HB-C 20%
5-HB-C 10%
2-PyB-2 3%
3-PyB-2 3%
4-PyB-2 3%
3-HHB-1 5%
3-HHB-3 5%
3-HHB-01 5%
3-H2BTB-2 3%
2-PyBH-3 2%
3-PYBH-3 2%
3-PyBB-F 2%
2-DB-C 2%
3-DB-C 2%
위에서 나타낸 액정 조성물의 물리적 파라미터는 다음과 같다.
투명점[℃] 76.0
점도[mPs.s] 21.0
광학 이방성 0.139
유전 이방성 9.5
한계 전압[V] 1.70
[실시예 15(용도 실시예 9)}
V2V-HH-1(화합물 제1번) 3%
V2V-HH-5(화합물 제8번) 7%
V2V-HB-C(화합물 제16번) 5%
V2-HB-C 8%
1V2-HB-C 8%
3-HB-C 10%
101-HB-V 8%
201-HB-C 5%
2-BTB-01 2%
3-BTB-01 2%
4-BTB-02 2%
4-BTB-02 2%
5-BTB-01 2%
V2-HH-3 8%
3-HHB-1 5%
3-HHB-3 5%
3-HHB-C 10%
위에서 나타낸 액정 조성물의 물리적 파라미터는 다음과 같다.
투명점[℃] 75.5
점도[mPs.s] 18.8
광학 이방성 0.125
유전 이방성 8.4
한계 전압[V] 1.76
[실시예 16(용도 실시예 10)]
V2V-HB-C(화합물 제16번) 5.0%
V2V-HH-3(화합물 제3번) 5.0%
V2V-HH-4(화합물 제7번) 5.0%
2-BB-C 6.0%
4-BB-C 6.0%
5-BB-C 6.0%
2-HB-C 10.0%
3-HB-C 10.0%
3-PyB-4 1.5%
4-PyB-4 1.5%
6-PyB-4 1.5%
3-PyB-5 1.5%
4-PyB-5 1.5%
6-PyB-5 1.5%
2-HHB-1 3.0%
3-HHB-1 5.0%
3-HHB-3 8.0%
3-HHB-01 3.0%
3-HHB-F 3.0%
2-PyB-02 2.0%
3-PyB-02 2.0%
2-HHB-C 4.0%
3-HHB-C 4.0%
4-HHB-C 4.0%
위에서 나타낸 액정 조성물의 물리적 파라미터는 다음과 같다.
투명점[℃] 78.0
점도[mPs.s] 2190
광학 이방성 0.135
유전 이방성 8.3
한계 전압[V] 1.73
[실시예 17(용도 실시예 11)]
V2V1-HH-5(화합물 제170번) 5%
V2V-H2B-3(화합물 제9번) 5%
201-BEB(F)-C 6%
301-BEB(F)-C 6%
101-HB-C 5%
2-HB-C 20%
3-HB-C 15%
2-HHB-C 4%
3-HHB-C 4%
4-HHB-C 4%
3-PyBB-F 3%
101-HH-5 8%
3-HHB-1 3%
3-HHEB-F 3%
5-HHEB-F 3%
3-PyBB-2 3%
4-PyBB-3 3%
위에서 나타낸 액정 조성물의 물리적 파라미터는 다음과 같다.
투명점[℃] 67.7
점도[mPs.s] 26.9
광학 이방성 0.119
유전 이방성 12.2
한계 전압[V] 1.24
[실시예 18(용도 실시예 12)]
V2V-HBB-2(화합물 제178번) 5%
V2V-H2H-3(화합물 제9번) 10%
V2V-HB-C(화합물 제16번) 3%
3-HB-C 10%
101-HB-C 8%
2-BTB-1 4%
1-BTB-6 8%
4-BTB-4 4%
3-HHB-C 3%
2-H2HB(F)-F 10%
3-H2HB(F)-F 5%
5-H2HB(F)-F 10%
3-HHB-01 3%
3-HHB-1 7%
V-HHB-1 3%
3-HB(F)TB-2 3%
위에서 나타낸 액정 조성물의 물리적 파라미터는 다음과 같다.
투명점[℃] 82.6
점도[mPs.s] 19.4
광학 이방성 0.121
유전 이방성 5.6
한계 전압[V] 2.11
[실시예 19(용도 실시예 13)]
V2V-H2H-3(화합물 제9번) 10%
V2V-HBB-2(화합물 제62번) 5%
V2V2-HH-5(화합물 제172번) 7%
2-HB(F)-C 3%
4-HB(F)-C 3%
5-HB(F)-C 3%
10-BEB-2 3%
5-HEB-F 5%
7-HEB-F 4%
3-HEB-04 4%
4-HEB-02 8%
5-HEB-02 6%
3-HEB-02 6%
5-HEB-02 5%
4-HEB-04 4%
3-HEB-1 8%
3-HHB-3 5%
3-HHB-01 3%
3-HEBEB-F 3%
위에서 나타낸 액정 조성물의 물리적 파라미터는 다음과 같다.
투명점[℃] 76.8
점도[mPs.s] 20.9
광학 이방성 0.094
유전 이방성 2.7
한계 전압[V] 2.56
[실시예 20(용도 실시예 14)]
V2V-HH-3(화합물 제3번) 5%
V2V-HH-4(화합물 제7번) 5%
V2V-1HH-5(화합물 제170번) 5%
3-PyB(F)-F 8%
3-PyBB-F 5%
4-PyBB-F 5%
5-PyBB-F 5%
2-PyB-2 5%
3-PyB-2 5%
4-PyB-2 5%
3-HEB-04 6%
4-HEB-02 6%
5-HEB-022 6%
3-HH-EMe 3%
2-H2BTB-4 5%
3-H2BTB-4 5%
3-HHB-1 6%
3-HHB-3 6%
3-HHEBB-C 2%
3-HBEBB-C 2%
위에서 나타낸 액정 조성물의 물리적 파라미터는 다음과 같다.
투명점[℃] 80.3
점도[mPs.s] 22.5
광학 이방성 0.142
유전 이방성 3.6
한계 전압[V] 2.47
[실시예 21(용도 실시예 15)]
V2V-HH-3(화합물 제3번) 5%
V2V-HH-4(화합물 제7번) 5%
V2V-HH-5(화합물 제8번) 6%
7-HB(F)-F 4%
5-H2B(F)-F 6%
2-HHB(F)-F 12%
3-HHB(F)-F 12%
5-HHB(F)-F 12%
2-H2HB(F)-F 2%
3-H2HB(F)-F 1%
5-H2HB(F)-F 2%
2-HBB(F)-F 4%
3-HBB(F)-F 4%
5-HBB(F)-F 8%
2-HBB-F 3%
3-HBB-F 3%
5-HHB-F 2%
3-HHB-F 3%
3-HHB-1 6%
위에서 나타낸 액정 조성물의 물리적 파라미터는 다음과 같다.
투명점[℃] 91.9
점도[mPs.s] 19.1
광학 이방성 0.088
유전 이방성 3.5
한계 전압[V] 2.55
[실시예 22(용도 실시예 16)]
V2V-HHB(F,F)-F(화합물 제179번) 5%
V2V-HH-5(화합물 제8번) 5%
V1V-HH-5(화합물 제173번) 3%
7-HB(F,F)-F 8%
3-HHB(F,F)-F 3%
4-HHB(F,F)-F 3%
3-H2HB(F,F)-F 10%
4-H2HB(F,F)-F 8%
5-H2HB(F,F)-F 8%
3-HH2B(F,F)-F 5%
5-HBB(F,F)-F 8%
3-HBB(F,F)-F 8%
5-HBB(F,F)-F 8%
3-H2BB(F,F)-F 3%
5-H2BB(F,F)-F 3%
2-HHB-OCF3 3%
5-HHB-OCF3 3%
3-HH2B-OCF3 5%
5-HH2B-OCF3 4%
위에서 나타낸 액정 조성물의 물리적 파라미터는 다음과 같다.
투명점[℃] 74.7
점도[mPs.s] 22.1
광학 이방성 0.083
유전 이방성 5.6
한계 전압[V] 1.06
[실시예 23(용도 실시예 17)]
V2V-HHB(F,F)-F(화합물 제179번) 10%
V2V2-HH-4(화합물 제172번) 6%
3-H2HB(F,F)-F 7%
4-H2HB(F,F)-F 7%
5-H2HB(F,F)-F 6%
3-HH2B(F,F)-F 5%
3-HBB(F,F)-F 16%
5-HBB(F,F)-F 16%
3-H2BB(F,F)-F 5%
4-H2BB(F,F)-F 5%
5-H2BB(F,F)-F 5%
3-HBEB(F,F)-F 2%
5-HBEB(F,F)-F 2%
3-HHEB(F,F)-F 3%
3-H2HB-OCF3 3%
5-H2HB-OCF3 2%
위에서 나타낸 액정 조성물의 물리적 파라미터는 다음과 같다.
투명점[℃] 74.8
점도[mPs.s] 26.7
광학 이방성 0.101
유전 이방성 8.7
한계 전압[V] 1.63
[실시예 24(용도 실시예 18)]
V2V-HHB(F,F)-F(화합물 제179번) 7.0%
V2V-HHB(F)-F(화합물 제178번) 7.0%
V2V-H2H-C(화합물 제9번) 7.0%
3-HB-CL 5.0%
2-HHB-CL 4.0%
4-HHB-CL 8.0%
5-HHB-CL 4.0%
7-HB(F,F)-F 2.0%
2-HBB(F)-F 4.5%
3-HBB(F)-F 4.5%
5-HBB(F)-F 9.0%
3-HBB(F,F)-F 10.0%
5-HBB(F,F)-F 10.0%
3-HB(F)VB-2 4.0%
3-HB(F)-VB-3 4.0%
3-H2HB(F)-CL 4.0%
5-HB-F 3.0%
7-HB-F 3.0%
위에서 나타낸 액정 조성물의 물리적 파라미터는 다음과 같다.
투명점[℃] 94.4
점도[mPs.s] 21.3
광학 이방성 0.119
유전 이방성 5.3
한계 전압[V] 2.22
본 발명의 액정성 화합물은 탄성 상수의 비가 크고, 현존하는 액정성 화합물에 비하여 점도가 낮으며, 다른 액정성 화합물과의 혼화성, 특히 저온에서의 혼화성이 탁월하고, 화학적으로 안정하다. 따라서, 액정 조성물에 액정성 화합물을 포함시킴으로써 탁월한 물리적 특성, 즉 경사 한계 특성 및 높은 응답 속도를 갖는 액정 조성물을 수득할 수 있다.

Claims (4)

  1. 화학식 1의 액정성 화합물.
    Figure kpo00066
    상기 화학식 1에서, R1은 시아노 그룹, 할로겐 원자, 또는 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 측쇄 알킬 그룹 또는 할로겐화 알킬 그룹이고, 알킬 그룹 또는 할로겐화 알킬 그룹에서의 1개 또는 인접하지 않는 2개의 CH2그룹은 산소원자 또는 -CH=CH- 그룹에 의해 치환될 수 있으며, R2및 R2′은 수소원자, 할로겐 원자, 또는 탄소수 1 내지 9의 알킬 그룹이고, X1, X2및 X3은 독립적으로 -CH2CH2-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CH-, -C≡C-, -(CH2)4-, -CF2O-, OCF2- -CH2O-, -OCH2-, 또는 공유결합이며, 환 A, B, C 및 D는 각각 독립적으로 1,4-페닐렌 환 또는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 환이고, 이들 환에서 수소원자는 할로겐 원자에 의해 치환될 수 있으며, 이들 환에서의 탄소원자는 질소원자 또는 산소원자에 의해 치환될 수 있으며, ℓ, m 및 o는 독립적으로 0 또는 1이고, n은 0 내지 3의 정수이며, p는 1 내지 5의 정수이고, 단, n과 o 둘 다가 0인 경우 환 D는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 환이고, n이 1 내지 3인 정수인 경우 o는 0이 아니다.
  2. 제1항에 있어서, n이 0이고, o가 1이며 p가 2이고, R2및 R2′이 각각 수소원자인 액정성 화합물.
  3. 제2항에 있어서, X1, X2및 X3중의 1개 이상이 공유결합인 액정성 화합물.
  4. 제3항에 있어서, X1, X2및 X3이 -CH2CH2-, -CH=CH-, -(CH2)4- 또는 공유결합인 액정성 화합물.
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